X射線熒光光譜技術(shù)應(yīng)用于珠寶玉石鑒定的價(jià)值分析

張佑云

摘 要 采用X射線熒光光譜技術(shù)對珠寶、玉石進(jìn)行鑒定，能對鑒別珠寶、玉石種類；珠寶、玉石優(yōu)化處理；識別人工合成與仿制品以及鑒定類質(zhì)相同的珠寶、玉石起到有效輔助作用。其后通過表層成分分析方法，為珠寶、玉石的鑒定提供了新的路徑。本文以X射線為視角，通過分析其在珠寶、玉石鑒定中的作用，總結(jié)出其具有的鑒定價(jià)值，以期為實(shí)踐中更好地利用X射線熒光管鑒定做出理論貢獻(xiàn)。

關(guān)鍵詞 X射線熒光光譜；珠寶玉石；鑒定

中圖分類號 TG1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）16-0006-02

X射線熒光光譜技術(shù)分析又稱X射線發(fā)射光譜分析，是指：通過使用X射線確定待檢物質(zhì)中含有的微量元素類別以及其具體含量的一種檢測方法。X光譜進(jìn)行檢查能夠?qū)Υ龣z查樣本走出精確定性分析與定量分析，具有檢測方法便捷，檢測準(zhǔn)準(zhǔn)確度高的優(yōu)點(diǎn)。因而在我國具體實(shí)踐中，X射線熒光光譜檢測主要應(yīng)用的貴重金屬相關(guān)方面檢測。而隨著X射線熒光光譜技術(shù)在實(shí)踐中不斷發(fā)展。目前X射線熒光光譜技術(shù)也被應(yīng)用于主要的珠寶玉石的檢測中，但由于其靈敏度偏低，只能用于檢測含量大于0.01%所的元素，因而在珠寶、玉石的實(shí)踐檢驗(yàn)中主要將其作為輔助手段使用[1]。但隨著X射線熒光光譜技術(shù)不斷完善，其逐漸從輔助手段向主要手段進(jìn)行過度，在珠寶、玉石檢測領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。

1 對珠寶、玉石的鑒別價(jià)值

用于制作珠寶、玉石的原料較為常見。目前已經(jīng)的明確能夠作為珠寶、玉石的制作原理的礦物質(zhì)約有230多種。這些礦物品種中，有些礦物品種之間具有明顯差異，使用常規(guī)手段進(jìn)行檢驗(yàn)就能對進(jìn)行有效區(qū)分。以無色水晶與白水晶為例進(jìn)行分析。無色水晶較白水晶在質(zhì)地方面顯得更加透明，光滑與細(xì)膩。因而無需通過實(shí)驗(yàn)鑒定就可以區(qū)分白水晶關(guān)于無色水晶。而以金剛石與鉆石為例進(jìn)行分析：金剛石的莫氏硬度為10，高折射率為N=2.417、這是其區(qū)別于其他礦物質(zhì)的主要手段。而通過這一特征，也能有效鑒別金剛石與鉆石。

但有些礦石之間的卻具有一定相似性，而這種相似性往往難以通過傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法予以鑒別。以無色長石與無色水晶為例進(jìn)行分析，白色長石的折射率為：1.52～1.57；而無色水晶的折射率為1.544～1.553。從此可見白色水晶折射率與無色長石折射率差異在0.024至0.034之間。因而通過折射率難以鑒別無色長石與無色水晶。而無色長石的密度為2.65

g/cm3～2.7g/cm3；而無色水晶的密度為2.66g.cm3。由此可見，白色水晶物與無色長石的密度差異為0.01

g/cm3。因而通過密度也無法對無色長石與無色水晶進(jìn)行判斷[2]。

而使用X射線熒光光譜技術(shù)對無色長石與無色水晶膜進(jìn)行分析能夠有效鑒定二者。使用X射線熒光光譜技術(shù)對二者進(jìn)行成分分析。無色水晶主要化學(xué)成分為二氧化硅，因而其在光譜上主要顯示為硅元素；而無色長石的化學(xué)成分主要為鈉、鉀、鈣、鋇以及鋁硅酸鹽等。因而其在廣譜上則會(huì)呈現(xiàn)為鈉、鉀以及硅元素。而依次便可以對二者進(jìn)行有效區(qū)分。而同樣，上述方法具有遷移能力，同樣檢測方法也可以應(yīng)用于其他物質(zhì)鑒定中，如紫晶與紫色方柱石等。

2 對珠寶、玉石的優(yōu)化處理價(jià)值

X射線熒光光譜定性分析主要是依賴不同元素在X射線光譜中多表現(xiàn)的波長不同，從而反向通過X射線多表現(xiàn)出的不同波長對具體元素進(jìn)行判斷。在目前，X射線熒光光譜技術(shù)定性分析時(shí)主要依靠計(jì)算器對光譜進(jìn)行自動(dòng)識別，通過計(jì)算機(jī)極端從而給出光譜波長，進(jìn)而判斷元素種類。但計(jì)算機(jī)計(jì)算也存在一定弊端，其針對元素含量較低的情況以及元素互相干擾的情況，不能進(jìn)行很好計(jì)算。因而在面對復(fù)雜情況時(shí)，依然需要進(jìn)行人工計(jì)算。其具體操作方法為：使用能夠?qū)ΣㄩL色散進(jìn)行檢測的光譜儀，對元素晶體的間距進(jìn)行檢測。將檢測器轉(zhuǎn)動(dòng)2θ角，對X射線管靶材特征以及X射線和強(qiáng)峰伴隨線進(jìn)行分析。然后對上文所轉(zhuǎn)動(dòng)的2θ角注剩斜譜線。對斜譜線進(jìn)行分析，但需要注意：在分析未知的斜譜線時(shí)，應(yīng)充分考量樣本來源，性質(zhì)等因素。陰面出現(xiàn)分析錯(cuò)誤，同時(shí)也便于其進(jìn)行綜合判斷。

目前對于珠寶、玉石的優(yōu)化處理主要是對填充珠寶、玉石，并對其表層成分進(jìn)行定性處理。但這種處理方式僅能在有限范圍內(nèi)發(fā)揮作用。以目前對紅寶石進(jìn)行處理的主要方法—鉛玻璃填充法為例進(jìn)行分析。這種方法的具體操作為營造真空狀體，見優(yōu)化樣本至于真空狀態(tài)中，采用中低溫漸進(jìn)式的方式對紅寶石列痕進(jìn)行鉛玻璃填充。采用這種方法可以有效保存紅寶石內(nèi)部原生晶質(zhì)包體的晶體。而使用鉛對紅寶石進(jìn)行填充，能夠有效利用鉛元素的反光與折射能力，使其反射功能得到有效發(fā)揮。而這種方法在實(shí)踐中也取得了良好效果。通過這種方法填充的紅寶石在光澤上與完好的紅寶石一致。且在使用放大鏡的情況下，也不易發(fā)現(xiàn)修復(fù)的痕跡。而使用X射線對破損珠寶與玉石進(jìn)行檢查，其能夠通過熒光光譜儀發(fā)現(xiàn)鉛處理的痕跡。因而使用X射線熒光光譜技術(shù)作為檢查，能夠有效提高檢測的標(biāo)準(zhǔn)，從而倒逼實(shí)踐修復(fù)方法的進(jìn)步。而目前在修復(fù)時(shí)使用X射線熒光光譜技術(shù)作為參照進(jìn)行分析，可以有效提升優(yōu)化修復(fù)效果。

3 對珠寶、玉石人工合成品與仿制品中的識別

價(jià)值

對珠寶與玉石進(jìn)行仿制的主要原因在于珠寶與玉石資源稀少，因而仿制品在外觀與性質(zhì)上往往十分接近真是珠寶與玉石。但制造仿制產(chǎn)品能夠有效滿足市場需求，但這帶來一定道德風(fēng)險(xiǎn)與法律風(fēng)險(xiǎn)。因而應(yīng)對仿制產(chǎn)品進(jìn)行有效判斷。以鉆石為例進(jìn)行分析：合成鉆石最初使用的元素主要是玻璃為主合成的氧化鋯，但由于這種元素所制造的鉆石與真實(shí)鉆石的外觀與質(zhì)地差異較大，因而在實(shí)踐中被逐漸放棄。目前用以生產(chǎn)鉆石的仿制品的寶石主要有無色鋯石、無色藍(lán)寶石、合成尖晶石、合成金紅石、太酸鍶、釓幏榴石、釔鋁榴石等。使用這些寶石仿制的鉆石在外觀與質(zhì)地上均與真實(shí)鉆石無顯著差異[3]。

而在具體檢測中，有些仿制品可以通過常規(guī)檢測方法予以確認(rèn)，例如使用合成碳硅石制作的鉆石。但有些元素卻不能通過常規(guī)方法檢測予以確定，例如：合成尖晶石。而使用X射線熒光光譜定技術(shù)可以有效區(qū)別合成尖晶石與鉆石。通過比對合成肩頸和鉆石的折射率與密度。合成尖晶石折射率為1.727，密度為3.63cm3；而鉆石折射率為2.52、密度為3.53cm3。二者具有顯著差異能夠有效進(jìn)行區(qū)分[4]。

4 對類質(zhì)相同的珠寶、玉石的鑒定價(jià)值

當(dāng)元素中晶體結(jié)構(gòu)的質(zhì)點(diǎn)被與其性質(zhì)不同，但相類似的其他指點(diǎn)代替時(shí)就會(huì)發(fā)生類質(zhì)同象的現(xiàn)象。類質(zhì)相同的主要表象現(xiàn)象為：在晶體結(jié)構(gòu)保持不變的情況下，晶格常數(shù)與元素物理性質(zhì)以及元素化學(xué)性質(zhì)發(fā)生了變化。而依據(jù)變化程度的不同，可以將類質(zhì)相同分為完全相同與部分相同兩種。類質(zhì)相同對于珠寶、玉石具有重要意義。珠寶本身所呈現(xiàn)的光滑與細(xì)膩都與類質(zhì)相同有關(guān)。因而判斷珠寶屬于何種類質(zhì)對于珠寶制造，珠寶保存等具有重要意義。

而X射線熒光光譜技術(shù)能夠有效檢測珠寶的類制。其依托的基本原理是珠寶類質(zhì)的“族”原理。以石榴石為例進(jìn)行說明，石榴石的化學(xué)成分為：A3B2（SiO4），其中A位置主要體現(xiàn)為：Ca2+，而B的位置主要體現(xiàn)為：Al3+。A位置以Mg2+與Fe2+等二價(jià)陽離子為主，這些二價(jià)陽離子進(jìn)行類質(zhì)同象交換形成鋁質(zhì)系列；而B的位置則以Al3+于Cr3+等三價(jià)陽離子為主，這些三價(jià)陽離子進(jìn)行類質(zhì)同象交換形成屬于為鈣質(zhì)系列。然后使用X射線熒光光譜技術(shù)進(jìn)行檢測，通過對光譜成像的分析確定受檢樣品屬于何種石榴石。

5 結(jié)論

本文通過對X射線熒光光譜技術(shù)的分析，總結(jié)出其在珠寶、玉石鑒定中的價(jià)值。具體分析了X射線熒光光譜檢測技術(shù)在鑒別珠寶、玉石種類；珠寶玉石優(yōu)化處理；識別人工合成與紡織品以及鑒定類質(zhì)相同的珠寶、玉石能夠起到有效輔助作用。而筆者認(rèn)為：隨著X射線熒光技術(shù)不斷發(fā)展，其將在珠寶與玉石鑒定中起到更為重要的作用。

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